Download - Pemindahan Tanah Mekanik
-
I. PENGENALAN UMUM
Dalam pekerjaan-pekerjaan bangunan sipil yang besar kadang-kadang juga
dituntut masalah penyelesaian yang cepat. Untuk itu kita perlu
mempertimbangkan penggunaan alat-alat berat yang sesuai dengan kondisi
pekerjaan yang bersangkutan. Hal ini tidak dapat kita hindari, mengingat
pemanfaatan tenaga manusia secara manual dengan alat-alat konvensional
sudah tidak efisien lagi.
Dalam buku ini penyusun mencoba memberikan pengertian dasar mengenai
hal-hal yang berkaitan dengan alat-alat berat, terutama pada pelaksanaan
pekerjaaan yang berhubungan dengan pemindahan tanah. Beberapa hal akan
diuraikan tentang pengertian dasar alat-alat dan pengenalan sifat-sifat tanah
sehubungan dengan pekerjaan-pekerjaan pemindahan tanah secara mekanis.
I.1. PENGENALAN DASAR ALAT
Faktor-faktor yang menentukan dalam penggunaan alat berat adalah :
1. tenaga yang dibutuhkan (Power Required), 2. tenaga yang tersedia (Power Available), 3. tenaga yang dapat dimanfaatkan (Power Usable).
Hubungan antara tenaga ynag dibutuhkan, tenaga tersedia dan tenaga yang
dapat dimanfaatkan adalah sangat penting diketahui, karena kita dapat
menentukan berapa kapasitas alat yang harus kita pilih untuk sesuatu
pekerjaan yang dilaksanakan.
Beberapa hal yang mempengaruhi besarnya tenaga yang dapat
dimanfaatkan dari alat-alat berat diuraikan sebagai berikut :
I.1.1. Pengaruh Ketinggian
Yang dimaksud dengan ketinggian disini adalah lokasi/tempat bekerjanya
alat terhadap permukaan air laut. Seperti kita ketahui bahwa mesin dari alat
yang digunakan kebanyakan dari jenis internal combustion engines, yang bekerjanya atas dasar pembakaran campuran zat asam (oksigen) dari udara
dengan bahan bakar. Untuk mendapatkan tenaga maksimal dalam pembakaran
-
harus dipenuhi syarat-syarat perbandingan yang tepat antara bahan bakar
dan oksigen. Apabila kerapatan udara berkurang, misalnya karena berada
pada tempat yang lebih tinggi, maka jumlah oksigen persatuan volume dalam
udara juga berkurang, sehingga mesin tidak dapat mencapai pembakan yang
sempurna.
Untuk mendapatkan pembakaran sempurna, tentu saja bahan bakar
dikurangi, agar perbandingan oksigen dan bahan bakar memenuhi persyaratan,
tetapi hal ini akan menyebabkan tenaga mesin berkurang. Dari pengertian ini
maka berkurangnya tenaga mesin sebanding dengan kerapatan udara,
sehingga untuk pertimbangan praktis dianggap bahwa berkurangnya tenaga
mesin berbanding lurus dengan bertambahnya ketinggian tempat kerja.
Rumus praktisnya dapat kita tulis, berkurangnya tenaga mesin adalah
sebesar 3% dari HP seluruhnya untuk tiap penambahan 1000 feet di atas
3000 feet yang pertama, dari atas permukaan air laut, untuk four cycle
engines, dan untuk two cycle engines berkurang sebesar 1% tiap penambahan
ketinggian 1000 feet.
Contoh 1-1 : sebuah traktor 100 HP (four cycle engines) bekerja pada
ketinggian 10.000 feet dari permukaan air laut,
- tenaga mesin (diatas muka air laut) = 100 HP
- pengurangan = 30% x (10.000 3.000) x 100 = 21 HP
1.000 (-)
tenaga efektif = 79 HP
Sehingga untuk keperluan kerja traktor tersebut, hanya dihitung
kemampuannya sebesar 79 HP atau bekerja efektif 79% saja.
Pada akhir-akhir ini penggunaan alat super charger dapat mengurangi hilangnya tenaga akibat ketinggian tempat ini. Super Charger bertujuan untuk
menginjeksikan udara kedalam cylinder, sehingga sistem super charger ini dapat mempertinggi tenaga mesin hingga 125%.
I.1.2. Temperatur
Apabila suhu udara naik udara mengembang, hal ini akan mengurangi
kandungan oksigen persatuan volume udara, sehingga akan mengurangi tenaga
mesin seperti yang telah dijelaskan pada I.1.1.
-
Pengaruh berkurangnya tenaga pada mesin akibat temperatur ini adalah,
Tenaga mesin berkurang sebesar 1% untuk tiap suhu udara naik 100 F diatas temperatur standar 850 F, atau tenaga mesin bertambah 1% bila suhu udara turun tiap 100 F di bawah temperatur standar 850 F.
I.1.3. Koefisien Traksi
Tenaga mesin alat hanya dapat dijadikan tenaga traksi yang maksimal
apabila ada gesekan yang cukup antara permukaan ban/roda dengan
permukaan tanah tempat alat tersebut bekerja. Apabila gesekan antara
tanah dan roda/ban kurang, maka tenaga berlebih yang dilimpahkan kepada
roda hanya akan menyebabkan selip.
Koefisien traksi adalah besarnya tenaga tarik yang menyebabkan selip
dibagi dengan berat kendaraan keseluruhan (untuk crawler/roda rantai) atau
besarnya tenaga tarik yang menyebabkan selip dibagi dengan berat kendaraan
yang terlimpah pada roda geraknya.
Contoh 1-2 : Sebuah alat dengan roda rantai (Crawler) berat total alat
3.000 kg. Dari hasil pengamatan alat tersebut bekerja pada
medan tertentu, roda mengalami selip pada saat diberikan
tenaga traksi sebesar 2.400 kg.
Jadi koefisien traksi = 2.400/3.000 = 0.8.
Contoh 1-3 : Sebuah loader berat totan 10.000 kg, 60% berat kendaraan
dilimpahkan pada roda gerak. Dari hasil pengamatan roda gerak
selip pada tenaga tarik sebesar 4.000 kb.
Berat alat yang dilimpahkan pada roda gerak
= 0,60 * 10.000 kg = 6.000 kg.
Koefisien traksi = 4.000 = 0.667
6.000
Besarnya koefisien traksi ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya
untuk kendaraan roda karet, kembangan ban, bentuk dan ukuran ban, keadaan
permukaan tanah dan sebagainya sangat mempengaruhi besarnya nilai
koefisien traksi. Variasi-variasi ini tidak dapat diberikan secara pasti, tetapi
dari percobaan-percobaab dapat diberikan ancer-ancer seperti tabel berikut:
-
Tabel I-1 Koefisien Traksi
Jenis permukaan Ban Karet Crawler
Beton kering dan kasar
Tanah liat kering
Tanah liat basah
Pasir kering
Pasir basah
Kerikil lepas
Es / salju
0,80 1,00
0,50 0,70
0,40 0,50
0,15 0,20
0,20 0,40
0,10 0,30
0,05 0,10
0,45
0,90
0,70
0,30
0,50
0,40
0,15
Contoh 1-4 : Sebuah traktor roda karet dengan dua gerak berat total
18.000 lbs bekerja pada tanah pasir basah dengan koefisien
traksi 0,3.
Maka tenaga traksi yang dapat dimanfaatkan
= 0,3 * 18.000 = 5.400 lbs
I.1.4. Tahanan Gelinding (Rolling Resistance)
Rolling Resistance adalah tahanan oada gerakan roda kendaraaan di atas
permukaan tanah. Besarnya tahanan ini tergantung pada permukaan tanah
tempat bekerja alat/kendaraan (keras, licin, lembek dll). Tanah yang lembek
akan memberikan tahanan gelinding yang kecil atau kira-kira hanya 2% dari
berat kendaraan saja.
Pada kendaraan dengan roda karet, besarnya tahanan gelinding ini
tergantung pula pada ukuran ban, tekanan angin ban dan bentuk kembangan
permukaanban. Untuk kendaraan dengan roda rantai/crawler tahanan
gelinding ini terutama hanya tergantung pada sifat permukaan tanah saja.
Rolling Resistance ini didefinisikan sebagai tenaga tarik, dalam
kilogram/lbs, yang diperlukan untuk menggerakkan tiap ton berat kendaraan
dengan muatannya di atas permukaan yang datar macam permukaan tertentu.
Untuk menentukan besarnya Rolling Resistance secara pasti akan
sangatlah sulit, maka digunakan percobaan sederhana menarik kendaraan
dengan menggunakan tali penarik yang dilengkapi alat pengukur tegangan.
Tegangan tali penarik ini (kilogram/lbs) dibagi dengan berat total kendaraan
dan muatan (ton) adalah besarnya nilai Rolling Resistance.
-
Gambar I-1 Menentukan Rolling Resistance
Beberapa nilai RR dapat diberikan pada tabel berikut, tetapi
seyogyanyadapat dilakukan percobaan-percobaan sendiri di lapangan.
Tabel I-2 Rolling Resistance (lbs/ton) untuk berbagai macam kendaraan
dan jenis permukaan tanah.
Jenis permukaan Ban
Baja/Plan
Bearings
Crawler
type/Track
vehicle
Ban karet, anti friction
bearings
High.pres Low.pres
Beton halus
Aspal keadaan baik
Tanah padat, baik
Tanah tak terpelihara
Tanah becek, berlubang
Pasir kerikil, lepas
Tanah sangat becek
40
40 70
60 100
100 150
250 300
280 320
350 - 400
55
60 70
60 80
80 110
140 180
160 200
200 - 240
35
40 65
40 70
100 140
180 220
260 290
300 - 400
45
50 65
50 70
70 100
150 200
220 260
280 - 340
Contoh 1-5 : Sebuah truk dengan muatan berat 20 ton, bergerak pada jalan
aspal dengan RRF = 50 lbs/ton.
Maka Rolling Resistance nya : 50 * 20 = 1.000 lbs
I.1.5. Pengaruh Landai Permukaan (Grade) Jika sebuah kendaraan melalui jalan yang menanjak, tenaga traksi yang
diperlukan akan naik pula, kira-kira akan sebanding dengan tanjakan jalan
-
yang akan dilalui. Demikian juga bila jalan turun, tenaga yang diperlukan
berkurang dengan nilai yang sama seperti jalan yang menanjak.
Landai jalan dinyatakan dalam persen (%), ialah perbandingan antara
perubahan ketinggian per satuan panjang jalan. Penambahan dan pengurangan
tenaga traksi akibat adanya tanjakan atau turunandapat dikatakan
berbanding lurus dengan % naik turunnya landai jalan tersebut. Meskipun
keadaan sebenarnya tidak tepat demikian, namun secara pernyataan tersebut
dapat digunakan secara praktis, karena hasilnya tidak begitu jauh dengan
kenyataan. Misalnya sebuah kendaraan dengan berat 1.000 kg melewati jalan
naik dengan landai 5% maka tambahan tenaga traksi yang diperlukan : 5% *
1.000 kg = 50 kg.
Secara mudah pengaruh landai (Grade) ini adalah sebesar 10 kg atau 20
lbs per ton berat kendaraan setiap & grade. Dalam hitungan-hitungan
kebutuhan tenaga traksi kita bedakan antara tanjakan dan turunan sebagai
berikut :
1. Grade Resistance adalah tanjakan yang mengakibatkan bertambahnya
tenaga traksi yang diperlukan.
2. Grade Assistance adalah turunan yang mengakibatkan berkurangnya
tenaga traksi yang diperlukan.
Jadi Total Resistance = TR adalah :
TR = RR + GR atau TR = RR GA
Keterangan : TR = Total Resistance
RR = Rolling Resistance
GR = Grade Resistance
GA = Grade Assistance
I.1.6. Tenaga Roda (Rimpull)
Tenaga roda adalah tenaga gerak yang dapat disediakan mesin kepada
roda-roda gerak suatu kendaraan yang dinyatakan dalam kilogram atau lbs.
Jika secara rinci tidak disediakan oleh pabrik pembuat alat/kendaraan,
tenaga roda ini dapat dihitung dengan rumus :
-
Lbs
Efisiensi nilai berkisar 80 -85%, sedang HP adalah tenaga mesin dalam Horse
Power (tenaga kuda).
Contoh 1-6 : Sebuah traktor roda 160 HP, berjalan pada gigi ke 1 dengan
kecepatan 3,6 mph, maka Rimpull yang tersedi pada roda-roda
maksimal :
375 x 160 x 0,80 = 13.500 lbs
3,6
Tenaga ini hanya dapat dimanfaatkan apabila cukup gesekan antara tanah
dengan roda. Misalnya traktor tersebut pada gigi ke 4 dengan kecepatan 22,4
mph harus menarik muatan (total + berat traktor) sebesar 16 ton dan harus
melalui tanjakan 5% dan RR = 50 lbs/ton, maka :
Rimpull = 3,6 x 13.500 = 2.160 lbs
22,4
akibat RR = 50 x 16 = 800 lbs
akibat GR = 5 x 20 x 16 = 1.600 lbs (+)
TR = 2.400 lbs
Disini Rimpull yang tersedia 2.160 lbs < 2.400 lbs (berat traktor + muatan
yang harus ditarik), sehingga harus pindah gigi yang lebih rendah agar
traktor dapat menarik.
I.1.7. Tenaga Tarik (Drawbar Pull = DBP)
Tenaga tersedia pada traktor/kendaraan yang dapat dihitung untuk
menarik muatan disebut Tenaga Tarik Traktor (Drawbar Pull = DBP), ialah
tenaga yang terdapar pada gantol (hook) di belakang traktor tersebut, yang
dinyatakan dalam kilogram atau lbs.
Dari tenaga mesin secara keseluruhan setelah dikurangi untuk mengatasi
gesekan-gesekan mekanisme traktor, untuk tenaga menggerakkan
Rimpull = 375 x HP x Efisiensi
Kecepatan (mph)
-
kendaraannya sendiri dan lain-lain pengaruh yang mengurangi daya guna
mesin, maka sisanya dihitung sebagai DBP.
DBP ini besarnya tergantung juga dari kecepatan gerak kendaraan (gear selection), untuk masing-masing gigi dinyatakan masing-masing DBP nya untuk kecepatan maksimal pada gigi tersebut, pada putaran mesin tertentu (rated RPM). Sebagai contoh dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 1-3 Tenaga Tarik atau DBP
Gigi ke Kecepatan (mph) DBP (lbs)
1
2
3
4
5
1,56
2,20
3,04
3,88
5,30
9,909
6,872
4,752
3,626
2,419
Biasanya dalam daftar spesifikasi yang diberikan oleh masing-masing
pabrik telah diperhitungkan besarnya Rolling Resistance sebesar 110 lbs/ton
berat traktor. Jika dalam kenyataannya nilai RR tersebut lebih kecil atau
lebih besar, maka dapat dilakukan penyesuaian nilai DBP nya.
Contoh 1-7 : Sebuah traktor berat 15 ton mempunyai
DBP = 5.684 lbs, diperhitungan pada nilai
RRF = 110 lbs/ton .
Jika traktor bekerja pada jalan dengan
RRF = 180 lbs/ton, maka :
- DBP pada RRF 110 lbs/t = 5.684 lbs
- reduksi DBP : (180-110)x15 = 1.050 lbs
Jadi DBP efektif tinggal = 4.634lbs
I.1.8. Kemampuan mendaki tanjakan (gradability)
Kemampuan mendaki tanjakan ini adalah landai maksimal yang dapat
ditempuh oleh sebuah traktor atau kendaraan yang dinyatakan dalam %
landai. Kemampuan ini berbeda pada masing-masing keadaan
-
traktor/kendaraan yang kosong atau kecepatan pada gigi yang dipilih dan
sebagainya.
Gerakan maju traktor sebagai alat penarik (prime mover) dibatasi oleh: 1. daya tarik (DBP atau rimpull) yang disediakan oleh mesin,
2. rolling resistance pada permukaan jalan
3. berat total traktor dengan muatan, dan
4. landai permukaan jalan yang dilalui.
Untuk crawler traktor, kemampuan mendaki dihitung berdasar sisa DBP
yang masih, setelah dari DBP seluruhnya dikurangi dengan DBP yang
dibutuhkan untuk menanggulangi rolling resistance.
Contoh 1-8 : Sebuah traktor menarik scraper dengan ketentuan sebagai
berikut.
Traktor 180 HP, berat 20 ton, scraper dengan muatan penuh
berat 36 ton. DBP traktor pada gigi ke 3 sebesar 9.200 kg,
rolling resistance (RR) traktor 80 kg/ton, RR traktor yang
diperhitungkan oleh pabrik 50 kg/ton, RR scraper 100 kg/ton,
efisiensi 85%.
Hitungan : RR tambahan untuk traktor (80 50) = 30 kg/ton
- RR traktor : 20 * 30 = 600 kg
- RR scraper : 36 * 100 = 3.600 kg
Total RR = 4.200 kg
Maksimal DBP yang dihitung : 85% * 9.200 = 7.820 kg
Untuk mengatasi RR = 4.200 kg
DBP yang tersedia = 3.620 kg
Berat traktor + scraper : 20 + 36 = 56 ton
Diperlukan DBP tambahan 10 kg/ton untuk tiap landai 1%, jadi
untuk traktor + scraper : 10 * 56 = 560 kg untuk tiap 1% landai
naik. Kemampuan mendaki traktor menarik scraper :
3.620 x 1% = 6,46%
560
-
Untuk traktor dengan roda karet dapat dilakukan hitungan yang sama,
haya perlu dihitung koefisien traksinya, karena pada traktor jenis ini
mempunyai pengaruh yang cukup berarti.
Contoh 1-9 : Traktor roda karet 120 HP berat total 12 ton, distribusi beban
pada gerak 60%, koefisien traksi 0,5.
Traktor menarik scraper berat dengan muatan penuh 25 ton.
DBP traktor pada gigi ke 2 sebesar 4.500 kg, RR traktor 60
kg/ton, RR yang diperhitungkan dari pabrik 50 kg/ton, scraper
70 kg/ton. Efisiensi mesin 85%.
Hitungan : - Tambahan RR traktor : (60 50) * 12 = 120 kg
- RR scraper : 70 * 25 = 1.750 kg
RR Total = 1.870 kg
Kontrol Traksi pada Roda Gerak
Gambar 1-2 Traktor menarik Scraper
Beban pada roda gerak 60% * 12.000 kg = 7.200 kg
Tenaga traksi senelum terjadi selip
= 0,5 * 7.200 kg = 3.600 kg.
Maksimal DBP traktor dihitung = 85% * 4.500 kg
= 3.825 kg > 3.600 kg ----- ttaktor sudah selip
- Tenaga yang dapat dimanfaatkan : 3.600 kg
- Untuk menanggulangi RR : 1.870 kg
DBP tersisa : 1.730 kg
Berat traktor + scraper : 12 + 25 = 37 ton
Tiap % landai perlu tenaga = 10 * 37 = 370 kg
Jadi kemampuan mendaki traktor :
1.730 x 1% = 4.67%
370
-
Untuk traktor denganroda karet dapat juga digunakan rumus sebagai
berikut :
K = 972 * T * G _ N
R * W 20
Keterangan :
K = kemampuan mendaki traktor dan muatan
G = total reduksi gigi pada gigi yang dipilih.
T = torgue mesin rata-rata (lbs,ft)
R = rolling radius roda gerak, diukur dari pusat roda sampai tanah (inci)
W = berat total kendaraan + muatan (lbs)
N = rolling resistance (lbs/ton)
Contoh 1-10 : jika diketahui T = 750 lbs.ft pada 2.100 rpm, G = 41 : 1
Pada gigi ke 1. R = 30 inci, W = 140.000 lbs, N = 50 lbs/ton
K = 972 * 750 * 41 _ 50 = 4,62%
30 * 140.000 20
I.1.9. Pengaruh lain
Di samping beberapa faktor yang telah disebutkan di atas, beberapa hal
perlu juga dipertimbangkan dalam menghitung produksi alat dan pemilihan
alat yang digunakan, antara lain sebagai berikut :
1. Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pekerjaan.
2. Material yang dikerjakan, berat volume, jenis tanah kohesif atau
kepasiran. Untuk jenis tanah kohesif, lekatannya besar sehingga perlu
dipilih alat yang sesuai, demikian juga untuk tanah kepasiran (lepas).
Faktor besar kecilnya kembang susut tanah perlu juga untuk diketahui
untuk menghitung efisiensi penggunaan alat.
3. Efisiensi kerja, di sini dipertimbangkan efisiensi kerja untuk siang atau
malam akan berbeda, hal ini dapat dijelaskan pada tabel berikut.
Tabel 1-4 Efisiensi Kerja Siang/Malam
Traktor Kerja efektif Efisiensi kerja
-
(menit/jam)
Kerja siang
- Crawler
- Wheel
Kerja malam
- Crawler
- Wheel
50
45
45
40
0,83
0,75
0,75
0,67
Kondisi kerja pada malam hari banyak dipengaruhi oleh jarak pandangan
operator, karena sinar lampu yang digunakan jaraknya sangat terbatas.
4. Kemampuan operator, jika operator mampu dan berpengalaman, akan
diperoleh hasil yang maksimal.
5. Keadaan medan yang baik akan mempengaruhi produksi kerja, sebaliknya
bila medan jelek, berdebu, berkabut dan tidak rata/datar akan
mengurangi produksi kerja.
6. Kondisi alat yang digunakan, jika alat masih baik, terpelihara akan sangat
membantu meningkatkan produksi, bila kondisi alat sudah tua, sering
macet/rusak akan sangatmengganggu kelancaran pekerjaan dan produksi.
Hal yang telah diuraikan di atas tentu bukanlah hal mutlak untuk
menentukan produksi yang akan dihasilkan, karena beberapa pertimbangan
manajemen juga sangat mendukung hasil yang diharapkan. Untuk itu perlu
juga dipelajari ilmu manajemen sehingga akan diperoleh hasil interaksi yang
optimal.
I.2. SIFAT-SIFAT TANAH
Beberapa sifat tanah sehubungan dengan pekerjaan pemindahan,
penggusuran dan pemampatan perlu diketahui, karena tanah yang dikerjakan
akan mengalami perubahan dalam volume dan kepampatannya. Oleh karena
perubahan-perubahan ini, maka dalam menyatakan jumlah volumenya, perlu
dinyatakan keadaan tanah yang dimaksud.
Keadaan tanah yang mempengaruhi volume tanah yang kita jumpai dalam
pekerjaan-pekerjaan tanah antara lain :
-
Gambar 1-3 Beberapa kondisi tanah
1. Keadaan tanah yang dijumpai sebelum tanah tersebut terusik, jadi
keadaan yang sesuai dengan kehendak alam. Keadaan kita sebut dengan
keadaan bank atau alam, dan ukurannya kita nyatan dalam bank measure (BM). Keadaan yang demikian ini meliputi juga keadaan sejumlah tanah
yang akan dikerjakan, jadi tidak mutlak keadaan alam sebenarnya.
2. Keadaan tanah yang lepas atau loose, ialah keadaan tanah setelah diberikan usaha-usaha pengusikan, misalnya digusur, digali, diangkut dan
sebagainya. Ukuran tanah dalam keadaan lepas ini biasanya dinyatakan
dalam % BM (BM + swell), jadi volume tanah loose lebih besar dibanding
volume tanah alam pada berat tanah yang sama.
3. Keadaan tanha pampat, ialah keadaan tanah setelah diberikan usaha-usaha
pemampatan dengan bermacam cara, baik dengan alat maupun dengan
tenaga manusia. Besarnya ukuran tanah dalam keadaan pam[pat
(compacted) ini, jika dibandingkan dengan BM, sangat tergantung dari
usaha pemampatan yang diberikan, jadi mungkin dapat lebihbesar atau
mungkin dapat lebih kecil.
Bertambahanya volume tanah dari bank menjadi loose doisebut dengan swell yang dinyatakan dalam %, dan dihitung dengan :
SW = ( B _ 1 ) * 100%
L
Keterangan : SW = % swell
B = berat tanah dalam keadaan bank (alam) L = berat tanah dalam keadaan loose (lepas)
Berkurangnya volume tanah dari keadaan bank menjadi pampat disebut dengan shrinkage atau susut, yang dinyatakan dalam %, dan dihitung dengan rumus :
-
Sh = (1 _ B ) * 100%
C
Keterangan : Sh = % shrinkage atau susut
B = berat tanahdalam keadaan bank (alam) C = berat tanah dalam keadaan compacted (pampat)
Contoh 1-11 : Suatu tanah dari hasil penyelidikan diperoleh nilai-nilai sebagai
berikut :
- berat tanah alam 92 lbs/cu.ft
- berat tanah lepas 76 lbs/cu.ft
- berat tanah dipampatkan 108 lbs/cu.ft
maka ;
SW = ( 92 _ 1 ) * 100% = 21%
76
Sh = ( 1 _ 92 ) * 100% = 15%
108
Di samping % swell dan % shrinkage, untuk menyatakan konversi keadaan tanah dapat juga digunakan load factor dan shrinkage factor, dan dihitung sebagai berikut :
aanloosevolumekead
aanbankvolumekeadLoadFactor
aanbankvolumekead
edaancompactvolumekeadactorShrinkageF
Sebagai ilustrasi, beberapa macam tanah dengan sifat karakternya dapat
dilihat pada tabel berikut :
Tabel 1-5 Sifat-sifat beberapa macam tanah
Jenis tanah % swell Load Factor
Lempung alami
Lempung berkerikil kering
Lempung berkerikil basah
Tanah biasa baik, kering
38
36
33
24
0,72
0,73
0,73
0,81
-
Tanah biasa baik, basah
Kerakal
Pasir kering
Pasir basah
Batu
26
14
11
12
62
0,79
0,88
0,90
0,89
0,61
Contoh 1-12 : Berapa kali harus diangkut oleh acraper yang kapasitasnya 18
cuyd, jika dibutuhkan tanah lempung berkerikil, kering,
sebanyak 8.000 cu-yd (compacted), dengan shrinkage factor
0,80 ?
- diperlukan tanah : 8.000 = 10.000 cu-yd (bank)
0,80
- kemampuan scraper mengangkut tanah : 18 * 0,73
= 13,14 cu-yd (bank)
- jika hanya digunakan 1 scraper maka diperlukan
= 10.000 = 761 kali pengangkutan dengan scraper
13,13
II. ALAT-ALAT GUSUR
-
II.1. PENGENALAN TRAKTOR
Traktor adalah adalah alat yang mengubah tenaga mesin menjadi tenaga
gerak/mekanik. Penggunaan traktor adalah sebagai alat penggerak (prime mover) bagialat berat, misalnya untuk menarik, mendorong, serta sebagai tempat dudukan alat lain dan sebaginya, namun dapat juga digunakan untuk
keperluan yang lain.
Traktor dibedakan dalam dua tipe pokok, yaitu traktor dengan roda rantai
(crawler tractor), dan traktor dengan roda karet/ban (whell tractor). Masing-masing tipe mepunyai kemampuan dan kegunaan yang berbeda,
sehingga dalam memilih alat yang cocok untuk keperluan pekerjaan perlu
diperhatikan hal-hal sebagai berikut.
1. Ukuran traktor yang memungkinkan digunakan dalamtempat pekerjaan
sehingga dapat efektif.
2. Traksi yang tersedia pada kondisi medan yang diinginkan.
3. Kekerasan permukaan medan/tanah.
4. Landai maksimal yang akan dilalui.
5. Panjang jalan angkut (haul distance) dan kecepatan gerak yang dibutuhkan. 6. Pekerjaan lanjutan yang masih harus dilakukan setelah pekerjaan pokok
selesai dilaksanakan.
7. Usaha-usaha pengangkutan alat ke lokasi proyek.
8. Lain-lain pertimbangan yang perlu.
II.1.1. Traktor roda rantai (Crawler Tractor)
Dalam dunia konstruksi, khususnya pada pekerjaan pemindahan tanah,
dapat dikatakan bahwa crawler tractor ini mempunyai kegunaan yang sangat
besar sebagai alat pokok serbaguna. Penggunaan crawler tractor ini antara
lain :
1. sebagai tenaga penggerak untuk mendorong, misalnya bulldozer, loader,
dan untuk menarik scraper, sheepsfoot roller dan sebagainya,
2. sebagai tenag penggerak alat angkut, misalnya truk,
3. sebagai tempat dudukan (mounting) alat lain, misalnya crane.
-
Dalam pedagangan, traktor dibedakan dari ukuran tenaganya, di samping
juga atas dasar beratnya secara keseluruhan. Karena seperti diketahui pada
bab terdahulu, DBP maksimal kecuali ditentukan oleh HP mesin, juga oleh
berat traktor dan koefisien traksinya. Tenaga gerak (fly wheel) traktor yang ada berkisar antara 65 HP, 75 HP, 105 HP sampai dengan 700 HP, dan hal ini
penting untuk dipertimbangkan pemilihannya di lapangan, disebabkan karena
pengaruhnya besar sekali terhadap produktifitas alat yang bersangkutan.
Cara mengemudikan crawler tractor dilakukan dengan menambah beban
salah satu roda rantai (track) dengan mengerem (brake) track tersebut secukupnya, atau dengan mengurangi traksi pada track itu dengan melepaskan
clutch yang menghubungkan antara roda gerak track dengan mesin, sebagaian atau seluruhnya tergantung dari belokan yang akan ditempuh. Bila
belokan cukup tajam, maka steering dengan brake maupun dengan clutch
dilakukan bersamaan. Sistem pengemudian demikian ini dapat dilakukan
karena kecepatan gerak traktor tidak terlalu besar, maksimal hanya 6 mph.
Crawler traktor ini dibutuhkan bila gesekan antara roda dan permukaan
tanah besar, dan juga untuk mendapatkan tenaga yang maksimal (tidak selip)
pada waktu kerja.
Gambar II-1 Macam-macam trackshoe
Pada umumnya biaya perbaikan lat untuk crawler tractor ini sebagian
besar adalah untuk perbaikan bagian bawah (undercarriage), dan kerusakan-kerusakan ini disebabkan oleh antara lain :
1. benturan-benturan waktu berjalan antara trackshoe dengan batu,
2. terlalu sering berjalan pada tempat yang miring, atau sering berputar
membalik pada satu arah,
3. terlalu sering selip antara tracshoe dengan tanah,
4. setelan tracshoe terlalu kendor,
5. setelan tracshoe terlalu kencang/tegang.
-
II.1.2. Traktor dengan roda karet (Wheel Tractor)
Traktor jenis ini digunakan untuk kecepatan yang cukup tinggi dengan
jarak angkut besar, sehingga memerlukan jalan angkut yang terpelihara
dengan baik. Karena traktor jenis ini tenaga tariknya dipengaruhi oleh keras
lembeknya permukaan tanah.
Jika dibandingkan dengan crawler tractor, yang mempunyai daya floating yang baik, maka tekanan persatuan luas permukaan pada roda/ban adalah
besar, sehinga jika tanahnya lembek roda/ban sebagian masuk ke dalam
tanah, dan akan menambah rolling resistance traktor, hal ini akan mengurangi
tenaga efektif untuk menarik.
Gambar II-2 Tipe kembangan ban pada Wheel Tractor
Oleh karena bermacam-macam pertimbangan maka dibuat wheel tractor
dengan dua roda dan wheel tractor dengan empat roda.
1. Wheel Tractor dua roda
a. Kemungkinan gerak/manuver lebih besar, gigi lebih besar.
b. Traksi lebih besar, karena seluruh berat kendaraan ditambah sebagian
muatan dilimpahkan pada roda gerak.
c. Rolling resistance lebih kecil, karena jumlah roda lebih sedikit.
d. Biaya pemeliharaan ban lebih sedikit.
-
Gambar II-3 Wheel tractor dua roda menarik Scraper
2. Traktor roda empat
a. Lebih mudah mengemudikannya, terutama karena lebih stabil dan
memberikan kemantapan pada pengemudi.
b. Lebih sedikit goncangannya pada jalan yang tidak rata.
c. Memungkinkan dijalankan dengan lebih cepat.
d. Dapat dijalankan sendiri jika dilepas trailnya.
Gambar II-4 Wheel tractor dengan roda empat menarik scraper
Tabel II-1 Perbandingan Wheel Tractor dengan Crawler Tractor
Crawler Tractor Wheel Tractor
1. Tenaga tarik besar
2. Kecepatan relatif kecil
3. Ground contact (bidang
singgung roda dengan tanah)
besar
4. Dapat bekerja pada kondisi
medan yang buruk
5. Kemungkinan selip kecil
6. Floating lebih baik
7. Mobilitas rendah
8. Jarak angkut dekat
1. Tenaga tarik lebih kecil
2. Kecepatan besar
3. Ground contact kecil
4. Kondisi medan harus baik
5. Mudah selip
6. Beban roda terpusat
7. Mobilitas tinggi
8. Jarak angkut jauh
II.2. BULLDOZER
Pada dasarnya bulldozer adalah alat yang menggunakan traktor sebagai tempat dudukan dan penggerak utamanya, jadi berupa attachment. Tetapi
sudah menjadi kebiasaan umum bahwa bila kita menyebut bulldozer, yang kita
-
ketahui adalah traktor yang dilengkapi dengan dozer attachment. Hal ini perlu dikemukakan disini untuk memberikan pengertian bahwa ada kalanya
bulldozer ini juga dipasang pada prime mover lain, seperti truk-truk berat
atau garder, terutama bulldozer ukuran kecil, untuk pertimbangan
ekonomisnya.
Gambar II-5 Bulldozer
Bulldozer sebenarnya bukan kumpulan nama jenis-jenis dozer, karena
bulldozer ini hanya salah satu jenis dari dozer yang diberi kedudukan untuk
mendorong lurus ke depan. Ada juga angledozer yang kecuali mendorong lurus
ke depan juga dapat mendorong ke samping terhadap sumbu kendaraan.
Sudut serong (angling) ini biasanya 250 terhadap kedudukan lurus kedepan.
Macam dan tipe bulldozer dibedakan menjadi beberapa jenis, tergantung dari
alat geraknya, kendali alat gerak dan macam pisaunya.
II.2.1. Alat Gerak
Menurut alat bergeraknya (mounted) bulldozer dibagi dalam dua tipe, ialah crawler Tractor Dozer (dengan roda rantai), Wheel Tractor Dozer
(dengan roda ban karet), dan Swamp Bulldozer (untuk daerah rawa).
Kelebihan dan kerugian antara Crawler Mounted dan Wheel Mounted adalah
seperti ditunjukkan pada tabel berikut.
Tabel II-3 Perbandingan antara Crawler Mounted dan Wheel Mounted
Crawler Mounted Wheel Mounted
1. Daya dorong besar, terutama
pada tanah lunak
2. Dapat bekerja pada tanah
1. Kecepatan lebih besar
2. Tidak perlu alat angkut ke
-
berlumpur
3. Dapat bekerja pada tanah
berbatu yang tajam namun ban
karet akan cepat rusak
4. Kecepatan rendah, jarak
angkut pendek
5. Daya apung (floating) besar
6. Perlu alat pengangkut ke lokasi,
karena dapat merusak jalan
yang dilalui
lokasi
3. Menguntungkan untuk jarak
angkut yang jauh
4. Kelelahan operator kecil
5. Tidak dapat bekerja pada
medan yang jelek, lembek,
becek
6. Jalan angkut perlu
pemeliharaan
II.2.2. Alat Kendali
Menurut alat kendali pisau dozer (blade) nya dibedakan dalam Cable Controlled (alat kendali dengan kabel) dan Hydraulic Controlled (alat kendali hidrolis). Beberapa keuntungan dan kerugian dari dua jenis kendali ini
diberikan pada tabel berikut.
Tabel II-4 Perbandingan Cable Controlled dan Hydraulic Controlled
Cable Controlled Hydraulic Controlled
1. Sederhana dalam pemasangan
dan pemakaian
2. Pemeliharaan mudah
3. Bahaya kerusakan alat kurang,
karena pisau dapat naik sendiri
jika menjumpai rintangan yang
berat
4. Tidak cocok untuk tanah yang
keras
1. Tekanan pisau lebih besar
2. Kedudukan pisau mudah di atur
3. Pemeliharaan berat dan harus
teliti
4. Kadang-kadang kesulitan
menyediakan minyak hidrolis
jika lokasi jauh dari kota (di
pedalaman)
II.2.3. Tipe Blade (pisau)
-
Dilihat dari tipe pisau (blade)nya, bulldozer dibedakan dalam straight
dozer (mendorong lurus), angel dozer (pisau serong dilihat dari pandangan
atas), dan tilt dozer (pisau serong dilihat dari depan).
Gambar II-6 Bulldozer dengan alat kendalinya
Keterangan :
1. Mold board
2. Cutting edge
3. Push arm
4. Pitch arm
5. Hinge (engsel)
6. Hydraulic controlled
7. Hydraulic Motor
8. Cable Controlled
II.2.4. Macam-macam pisau dozer
Beberapa jenis pisau yang digunakanpada bulldozer dan atau angle dozer
ada beberapa jenis, antara lain sebagai berikut.
1. Universal Blade (U-Blade), ialah pisau yang berguna untuk efektifitas
produksi. Hal ini memungkinkan bulldozer dapat mendorong/membawa
muatan lebih bayak karena kehilangan muatan yang relatif kecil dalam
jarak angkut yang cukup jauh.
2. Straight Blade (S-Blade), ialah jenis pisau yang cocok untuk segala jenis
medan, blade ini merupakan modifikasi dari U-Blade, manuver lebih mudah
dan dapat membawa material lebih mudah.
3. Angling Blade (A-Blade), Ialah pisau yang digunakan untuk posisi lurus dan
menyudut.
4. Cushion Blade (C-Blade), ialah blade yang dilengkapi dengan rubber
cushion (bantalan karet) untuk meredam tumbukan.
-
5. Bowldozer, Ialah pisau yang dibuat untuk membawa/mendorong material
dalam jumlah kehilangan yang sesedikit mungkain. Hal ini dimungkinkan
karena dinding-dinding baja pada samping dan bagian bawah.
6. Light Material U Blade (U-Blade untuk material ringan0, ialah pisau yang
direncanakan untuk pekerjaan yang noncohesive material, atau material
lepas yang ringan, misal stock pile.
Gambar II-7 Macam-macam pisau dozer
II.2.5. Operasi dengan Dozer
Untuk meningkatkan produksi ada beberapa caraopersi menggunakan
bulldozer, antara lain :
1. Slot Dozing, ialah dengan melakukan beberapa lintasan dan membiarkan tanah yang berceceran dikiri-kanan dozer, hal ini akan merupakan
penghalang terhadap tercecernya tanah pada lintasan-lintasan berikutnya.
Cara ini akan menambah produksi 20%.
2. Side by Side Dozing atau Blade to Blade Dozing, ialah cara bekerja dengan dua dozer berdampingan, sehingga ujung blade dozer yang satu
dengan ujung blade dozer yang lain hampir bersentuhan dan berjalan pada
arah yang sama. Cara ini menaikkan produksi antara 15% - 25%.
Gambar II-8 Cara operasi Dozer
-
II.2.6. Produksi Bulldozer
Untuk menghitung produksi bulldozer, beberapa pabrik pembuat alat
gambar II-9 adalah perkiraan produksi dozing dengan menggunakan universal
blade dan straight blade untuk bulldozer tip D7 sampai D10 Carterpillar. U
adalah Universal Blade, S adalah Straight Blade, sedangkan pada gambar
tersebut produksi didasarkan atas kondisi sebagai berikut :
1. efisiensi kerja 100% (60 menit per jam)
2. fixed time (waktu tetap untuk pindah gigi) 0,05 menit, 3. berat volume tanah yangdigusur 1790 kg/m3 (BM), atau 1370 kg/m3 (LM), 4. swell 30% atau Load Factor = 0,769 5. koefisien traksi untuk : a. track = 0,5 atau lebih
b. whell = 0,4
6. blade dengan hydraulic controlled.
Gambar II-9 Grafik Prakiraan Produksi Bulldozer Karterpillar
Beberapa faktor koreksi perlu diberikan jika kondisi kerja dan ada
faktor-faktor lain yang tidak sesuai.
Tabel II-5 Faktor koreksi kondisi kerja
No. Uraian Crawler Wheel
-
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Operator :
a. baik sekali
b. sedang
c. buruk
Bahan :
a. stock pile
b. sulit dipotong/digusur
- dengan tilt sililder
- tanpa tilt silinder
- dengan kabel kendali
c. keras dipotong/digusur (kering noncohesive)
d. batu hasil ledakan
Dengan metode slot dozing (celah)
Dengan metode berdampingan (side by side dozing)
Penglihatan waktu operasi berdebu, kabut, + gelap, hujan
Efisiensi kerja :
a. 50 menit/jam
b. 40 menit/jam
Direct drive tans. (fixed time 0,1 mnt)
Bulldozer :
a. A Blade
b. C Blade
c. D5 (sempit)
d. U Blade
e. Bowl Blade
1,0
0,75
0,60
1,20
0,80
0,70
0,60
0,80
0,60-0,80
1,20
1,15-1,25
0,80
0,84
0,87
0,80
0,50-0,75
0,50-0,75
0,90
1,20
1,30
1,0
0,75
0,60
1,20
0,75
-
-
0,80
-
1,20
1,15-1,25
0,70
0,84
0,67
-
-
0,50-0,75
-
1,20
1,30
Selain faktor-faktor tersebut di atas, ada satu faktor lagi yang harus
dihitung. Ialah faktor grade correction, adalah koreksi akibat landai jalan
yang ditempuh yang ditunjukkan dalam gambar II-10.
Gambar II-10 Grafik Grade Faktor
-
Keterangan : + landai naik
- landai turun
Contoh 2-1 : Sebuah Bulldozer D8 U dengan tilt silinder bekerja pada tanah
lempung keras, jarak gusur rata-rata 60 m. Landai naik 10%,
operasi dengan cara slot dozing. Berat volume tanah 1600
kg/m3 (loose), operator sedang, efisiensi kerja 50 menit/jam.
Berapa produksi rata-rata perjamnya?.
Hitungan : Faktor-faktor koreksi
1. Lempung keras, tilit silinder : 0,80
2. Koreksi landai 10% naik : 0,84
3. Slot dozing : 1,20
4. Operator sedang : 0,75
5. Efisiensi kerja : 0,84
6. Koreksi berat tanah : 1370 : 0,856
1600
Dari gambar II-9 didapat produksi ideal :
410 m3/jam (LM)
Jadi produksi nyata : 410 * 0,80 * 0,84 * 1,20 * 0,75 * 0,84 *
0,856 = 178,29 m3/jam (LM).
Apabila dari pabrik tidak ada grafik/tabel yang dapat membantu untuk
estimasi produksi, produksi dapat ditentukan secara teoritis, dengan
menghitung kapasitas blade, kemudian produksi rata-rata dihitung dengan
estimasi jumlah lintasan perjamnya.
Pada gambar II-11 kedudukan A, Bulldozer mula-mula atau dalam keadaan
berhenti, pisau sedikit masuk ke dalam tanah dengan tujuan untuk
menggali/menggusur. Dalam kedudukan yang demikian ini traktor mulai
dijalankan maju, biasanya harus dalam keadaan gigi terendah.
Kedudukan B adalah keadaan menggusur/mengangkut tanah dengan
kecepatan tetap, jika dipandang perlu traktor dapat menambah kecepatan
dengan pindah gigi, dan hal ini akan memerlukan waktu tetap yang disebut
dengan fixed time. Kedudukan C adalah posisi membuang muatan pada akhir jalan angkut,
pisau diangkat naik sehingga tanah dapat lewat di bawah pisau. Apabila tanah
di depan pisau sudah habis tertinggal traktor dihentikan, kemudian dalam
-
posisi pisau masih terangkat traktor dijalankan mundur menuju ke kedudukan
A.
Gambar II-11 Cara kerja Bulldozer
Jarak L adalah jarak angkut dozer, sedang waktu yang dibutuhkan untuk
menjalani jarak L pulang balik disebut waktu pulang balik atau cycle time (roundtrip time). Waktu yang diperlukan untuk menjalani satu roundtrip dirinci sebagai berikut :
1. Waktu tetap (fixed time), adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan tindakan-tindakan yang selalu harus dijalankan, misalnya memasukkan gigi,
menambah kecepatan, dan memindah gigi.
2. Waktu yang tidak tetap (variable time), ialah waktu untu bergerak maju mendorong muatan dan watu kembali mengambil muatan, waktu ini
besarnya tergantung jarak dan kecepatan gerak dari traktor.
Untuk estimasi produksi dapat digunakan rumus berikut :
m3/jam (BM)
Keterangan : T = cycle time, menit
BC = kapasitas blade (pisau), m3
JE = efisiensi kerja
LF = load faktor
Contoh 2-2 : Estimasikan produksi rata-rata bulldozer jika ditentukan tanah
lempung berpasir, berat volume 2.700 lbs/cu-yd (BM), swell
25%, jarak gusur 100 ft.
Traktor 72 HP, ukuran blade panjang 9,5 ft, tinggi 3 ft,
kecepatan maju/gusur 1,5 mph, mundur 3,5 mph, efsiensi kerja
50 menit/jam.
Produksi = LFJEBCT
60
-
Hitungan : Kapasitas blade dihitung dengan pendekatan sebagai berikut
Lereng tanah ditentukan 2 : 1
Kapasitas blade : LHH 22
1
ftCu 5,855,9.)3.(22
1 2
)(167,3)3(
5,853
BMydCu
Gambar II-12 Isi Blade
Kapasitas blade dalam BM )(5336,225,1
176,3BMydCu
Round trip time :
- dorong/maju : menit758,060280.55,1
100
- kembali : menit324,060280.55,3
100
- fixed time = 0,30 menit
T = 1,382 menit
Produksi 5336,260
50
3382,1
60
= 91,664 Cu-yd/jam (BM)
II.2.7. Penggunaan Bulldozer
Untuk pelaksanaan pekerjaan konstruksi, terutama jalan raya, landasan
pesawat terbang dan sebagainya, bulldozer bersifat serbaguna dan dapat
melakukan tugas-tugas antara lain seperti berikut ini :
-
1. Pembersihan lapangan pekerjaan dari pepohonan, kayu-kayu dan bonggol-
bonggolnya, puing-puing bekas bangunan dan sebagainya, pekerjaan ini
sering disebut clearning. 2. Pembukaan jalan-jalan kerja darurat menuju ke tempat lokasi pekerjaan.
3. Pembukaan atau penggusuran tanah dalam jarak dekat (100 meter).
4. Mendorong scraper pada waktu memuat (push). 5. Meratakan timbunan tanah pada daerah fill, mengisi kembali galian atau
parit, spreading dan sebagainya. 6. Memelihara jalan kerja, jalan angkut.
7. Menyiapkan bahan-bahan dari quarry atau tempat pengambilan material. 8. Mengupas tanah bagian atas yang jelek atau stripping. 9. Meratakan permukaan atau menghaluskan permukaan bidang rat
(finishing).
II.2.8. Mengerjakan Bukit dengan Bulldozer
Pekerjaan pada bukit yang tanahnya terdiri dari butir yang lepas akan
sulit didaki samapi ke puncak oleh traktor, karena tanah akan longsor. Untuk
merintis jalan menuju puncak ialah dengan menghadapkan dozer ke tebing
yang akan didaki dengan blade diangkat setinggi mungkin. Dengan kedudukan
blade ini traktor digerakkan maju sedemikian rupa sehingga blade masuk ke
tebing, kemudian traktor digerakkan mundur agar tidak tertimpa longsoran
tebing akibat gerakan mundur tersebut. Bahan longsoran yang terkumpul
pada kaki tebing itu kemudian diratakan dengan cara back blading, ialah dengan meletakkan blade di belakang onggokan bekas longsoran dan menarik
mundur traktor yang akan menghailkan suatu bidang rata dan mempunyai
ketinggian lebih dari kedudukan semula. Kemudian pekerjaan dimulai dengan
mengangkat blade tinggi-tinggi dan maju ke depan kemudian mundur lagi.
Apabila bukit terdiri dari tanah keras dan berbatu, maka biasanya tiada
jalan lain kecuali membuat jalan melingkar (side hil cut), klintasan pertama digunakan tilt dozing, kemudian dengan angle dozing agar tanah hasil gusuran
dapat dibuang ke jurang atau bagian tebing yang rendah. Seandainya harus
terpaksa menggali melalui bukit, misalnya untuk membuat jalan tembus, maka
harus diperhatikan adanya pola penggalian seperti pada gambar II-13.a
-
(a). Pola penggalian
(b). Dengan tilt dozing (c). Dengan angle dozing
Hal ini untuk menghindari agar dozer tidak terjepit di antara dua tebing
hasil galian, karena pisau dozer tidak jauh lebih besar daripada lebar antara
letak dua track traktor, sehingga jika tidak hati-hati dalam memilih urutan
lintasan bukan tidak mungkin dozer akan terjebak dan sulit untuk keluar.
II.2.9. Meratakan Timbunan Tanah (Spreading)
Timbunan tanah yang dimaksud adalah bekas dumping dari truk untuk
pengisian jarak jauh, atau stock pile dari hasil timbunan yang lain. Pekerjaan
dimuali dengan memberikan kedudukan dozer blade cukup tinggi di atas tanah
asal agar tidak terambil muatan terlalu banyak sekaligus. Jika di depan blade
sudah tidak cukupbanyak muatan maka traktor dihentikan dan dijalankan
mundur untuk mengambil muatan baru, sisa muatan dari pass yang lalu
didorong dengan pass berikutnya. Hal ini dilakukan dengan memelihara
produktivitas dozer yang hanya dicapai dengan mendorong muatan yang
maksimal. Dalam melaksanakan ini tiap kali harus pindah jalur pada waktu
menjalankan masing-masing pass yang berurutan, sehingga tanggul-tanggul
yang terjadi pada lintas-lintas sebelumnya tidak terlalu berat untuk
diratakan kemudian. Naik turunnya blade pada kebanyakan dozer adalah hal
yang sukar dikendalikan, terutama bagi operator yang belum cukup
berpengalaman. Maka sebaiknya jika terjadi puntuk-puntuk di atas permukaan
tanah, lebih baik dozer dihentikan dan mundur mengulangi pass yang sedang
dijalani.
-
II.2.10. Menggali Tanah Keras
Jika menjumpai tanah keras, misalnya tanah keras kering, maka penggalian
dapat dilakukan dengan pisau dozer khususs yang disebut ripper (pembajak). Alat ini pada dasarnya tidak lain seperti bajak yang gigi-giginya terbuat dari
baja sedemikian rupa sehingga dapat diberikan tekanan cukup besar untuk
dapat masuk dalam tanah keras. Ripper ini ada yang merupakan alat
tersendiri yang ditarik (towed) oleh traktor, ada juga yang merupakan alat pelengkap (attachment) yang dipasang pada traktor sebagai alat penggeraknya.
(a). Parallelogram kaku sudut pisau tetap (b). Dapat diatur secara hidrolis
(c). Ripper tunggal kaku (d). Parallelogram dapat diatur
Gambar II-14 Macam-macam Ripper
Macam-macam ripper terlihat pada gambar II-14 antara lain sebagai
berikut.
1. Ripper yang merupakan alat sendiri.
2. Ripper yang ditarik traktor, a. dengan cable controlled (kendali kabel),
b. dengan hydraulic controlled (kendali hidrolis). 3. Ripper yang merupakan attachment yang dipasang pada traktor sebagai
tenaga penggeraknya.
a. Adjustable parallelogram, giginya sjajar dan dapat diatur/dilepas,
macamnya :
-
1). Single shank (gigi tunggal)
2). Multi shank (gigi banyak)
b. Parallelogram gigi sejajar dan kaku,
1). Single shank,
2). Multi shank.
c. Hinge, berbentuk piringan dengan ukuran tertentu.
Gigi-gigi ripper ini jika aus dapat diganti, hanya harus dijaga agar
keausannya jangan sampai pada inti giginya, karena penggantiannya akan lebih
mahal.
Beberapa jenis tanah tertentu tidak dapat dibajak dengan ripper ini,
untuk jelasnya dapat dilihat pada tabel II-6.
Tabel II-6. Kemampuan Ripper
Pada tabel terlihat bahwa clay dengan kecepatan rambat antara 3000
5000 ft/detik dapat dibajak, sedang clay dengan kecepatan rambat suara
antara 5000 - 6000 ft/detikmerupakan batas kemampuan ripper yang
bersangkutan. Kecepatan rambat suara ini dihitung berdasarkan penyelidikan
di lapangan pada jenis material yang akan dikerjakan. Tabel tersebut tidak
mutlak memberikan kepastian dapat tidaknya material dibajak, karena
material dapat dibajak tanpa memperhatikan kecepatan rambat suara,
terutama untuk material yang homogen. Sebaliknya kecepatan rambat suara
yang rendah belum tentu menjamin dapat dibajak material, karena joint
fracture yang ada tidak memungkinkan untuk penetrasi gigi ripper. Untuk
batuan konglomerat dan beberapa jenis batuan yang lain kadang-kadang
diperlukan bantuan dengan peledakan.
Produksi dapat diestimasikan sebagai berikut.
-
Contoh 2-3 : Sebuah ripper dengan single shank yang ditarik traktor,
Jarak ripping : 0,915 m
Dalam ripping : 0,610 m
Panjang ripping : 91 m
Kecep.ripping : 1,6 km/jam atau 26,6 m/menit
Waktu kembali : 0,25 menit
Efisiensi kerja : 50 menit/jam
Cycle time :
- waktu membajak : menit42,36,26
91
- waktu kembali = 0,25 menit
T = 3,67 menit
- produksi : 8,060
50610,0915,0
67,3
60
= 6,08 Bm3/jam
Apabila ada faktor koreksi yang lain seperti kondisi medan, alat dan
operator dapat juga diperhitungkan.
II.2.11. Clearning
Bulldoder adalah alat yang baik sekali untuk digunakan dalam pekerjaan-
pekerjaan pembersihan permukaan tanah dari tumbuh-tumbuhan, pohon-
pohonan, sisa pohon, batu-batuan dan puing-puing bekas bangunan. Apabila
pohon tidak terlalu besar, pisau dimasukkan sedikit di bawah permukaan
tanah dan digusur maju, sehingga pohon tumbang, hal ini juga dilakukan untuk
semak-semak belukar. Untuk menumbangkan pohon yang agak besar, blade
diangkat sampai kedudukan kira-kira setengah dari maksimal, sehingga
cutting edge blade menyentuh batang pohon yang akan ditumbangkan. Setelah
blade menyentuh batang pohon, dozer digerakkan maju pada gigi rendah
sambil mengangkat blade ke atas mencapai kedudukan tertinggi. Dengan
demikian pohon kecuali terdorong juga terjebol dari kedudukannya.
Untuk pekerjaan clearning ini dapat dikatakan suatu pekerjaan yang tidak
eksak, karena jumlahnya produksi tidak dapat dipastikan dari pekerjaan yang
-
satu dengan pekerjaan yang lainnya. Sebagai gambaran diberikan tabel
berikut.
Tabel II-7 Produksi Clearnimg dengan bulldozer
B a h a n Ukuran traktor
< 115 DBHP > 115 DBHP
1. Pohon-pohon kecil, semak (0
-
5. Metode Pembakaran, tumbuhan/tanaman dibakar dari arah lawan angin
beris per baris.
6. Metode Contour, alat bekerja pada contour-contour dengan ketinggian
tempat yang sama, biasanya untuk tanah miring.
(a). Metode Out Crop (b). Metode Perimeter
(c). Metode Harrowing (d). Metode Zig-zag
Gambar II-15 Beberapa metode Clearning
II.3. SCRAPER
Dalam pekerjaan penggususran tanah, scraper selain digunakan untuk
menggali juga dapat untuk mengangkut. Pada kenyataan scraper ada yang
mempunyai mesin sendiri dan ada yang ditarik traktor, tetapi secara
keseluruhan scraper dan traktor disebut sebgagai scraper saja.
II.3.1. Macam-macam Scraper
Beberapa macam dan tipe scraper dibedakan sebagai berikut :
1. Mesin penggerak, ada scraper bermesin tunggal yang power unitnya
terletak di bagian depan berfungsi sebagai penarik bowldari scraper,
kemudian ada yang bermesin ganda yang power unit keduanya ditempatkan
pada bagian belakang bowl scraper berfungsi untuk mendorong seluruh
unit scraper, sedang powel unit yang pertama ada di bagian depan sebagai
penarik dan keduanya harus terpadu bekerjanya.
-
2. Tipe scraper dibedakan dalam dua macam, ialah semi trailler (dengan dua as), dan tipe full trailler (satu as).
3. Alat kendali dibedakan dalam dua macam, alat kendali hidrolis (hydraullic controlled), dan alat kendali kabel (cable controlled).
4. Roda traktor yang digunakan dapat berupa :
a. roda rantai (crawler tractor populled),
b. roda karet (whell tractor pulled) yang macamnya ada :
1. single engine (mesin tunggal),
2. twin engine (mesin ganda),
3. two bowl tandem (dengan dua bowl bersama-sama),
4. multi bowl multi engine,
5. elevating scraper.
(a). Scraper bermesin tunggal
(b). Scraper bermesin ganda
Gambar II-16 Scraper
-
Gambar II-17 Elevating Scraper
Prinsip kerja scraper ialah dalam keadaan berjalan bowl diturunkan
samapai cutting edge nya masuk ke dalam tanah yang akan digali/digusur.
Apron ditarik ke atas dan ditahan pada kedudukan tertentu supaya tanah
dapat masuk ke dalam bowl, jika bowl belum penuh tetapi tanah tidak dapat
masuk, hal ini biasanya karena kecepatan gerak scraper kurang untuk
mendorong tanah yang terkumpul menutupi lubang dasar bowl dan apron.
Untuk hal semacam ini kadang-kadang perlu dibantu dengan pushdozer
(bulldozer pendorong). Apabila bowl sudah penuh, apron ditutup kemudian
diangkut dan dibuang pada tempat yang diinginkan.
(a). Gali (b). Angkut (c). Buang
Gambar II-18 Cara operasi Scraper
Membuang muatan dari scraper biasanya dengan membuat lapisan urugan
yan rata tebalnya, untuk ini bowl diturunkan dari kedudukannya sampai
ketinggian yang dikehendaki di atas permukaan tanah, kemudian apron dibuka
secukupnya, sehingga muatan keluar oleh berat sendiri dari bowl dan juga
oleh bantuan dorongan ejector yang digerakkan maju.
II.3.2. Fungsi Scraper
Dalam pekerjaan tanah scraper berfungsi antara lain.
1. Striping top soil, ialah pengupasan tanah permukaan yang jelek.
2. Meratakan contour sekeliling bangunan.
-
3. Menggali saluran.
4. Menggali dan mengurug, misalnya badan jalan.
Pada pekerjaan cut & fill oleh scraper melibatkan pekerjaan material dari
suatu tempat ke tempat lain. Scraper dapat bekerja dengan baik asal
ukurannya sesuai dengan kondisi medan, biasanya jarak angkut 100 meter
sampai dengan 1.000 meter adalah jarak ekonomis untuk bekerja dengan
scraper. Tetapi hal tersebut tidak mutlak, karena berdasarkan asumsi dan
pengalaman, pada jarak angkut 100 meter pwnggunaan scraper belum tentu
lebih baik dibandingkan dnegan bulldozer.
II.3.3. Produksi Scraper
Kapasitas scraper ditentukan volume material yang dapat dimuat dalam
bowl, dan ukuran kapasitas ini dinyatakan dalam m3 atau cu-yd. Ukuran
dibedakan dalam keadaan peres (struck) dan munjung (heaped), dan perlu diketahui bahwa ukuran tanah yang digali dalam keadaan bank measure,
sedang tanah yang termuat dalam bowl dalam keadaan loose (lepas).
Seperti halnya dengan produksi yang dapat dihitung untuk dozer, maka
untuk scraper dapat dilakukan hitungan-hitungan serupa dengan banyak
mendasarkan pada pengalaman di lapangan. Oleh pabrik pembuatnya, biasa
diberikan dua angka untuk kapasitas srcaper, ialah kapasitas struck dan
kapasitas heaped, sedang angka rata-ratanya terletak diantara kedua angka
tersebut, karena biasanyascraper dapat diisilebih dari kapasitas struck,
tetapi jarang mencapai kapasitas heaped.
Produksi scraper dinyatakan dalam jumlah tanah yang dapat dipindahkan
tiap jamnya, dan untuk menghitung cycle timenya ada dua hal pokok yang
harus dihitung ialah sebagai berikut.
1. Waktu tetap, ialah waktu yang diperlukan untuk muat, memepercepat
muat, pindah gigi, membuang muatan, memutar balik, menyiapkan diri
untuk kembali mengambil muatan.
2. Waktu tidak tetap, ialah waktu yang diprtlukan untuk berjalan menuju
tempat membuang dan kembali mengambil muatan.
Untuk menentukan waktu tetap (fixed time) sebagai gambaran dapat
diambil pada tabel II-8, khusus untuk scraper roda karet.
-
Tabel II-8 Waktu tetap untuk Whell Scraper (menit)
Kegiatan Kecepatan angkut (mph)
5 - 8 8 - 15 15 - 30
(1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3)
- muat
- buang, memutar
- pindah gigi, menambah
kecepatan dll
0,8
0,4
0,3
1,0
0,5
0,4
1,4
0,6
0,6
0,8
0,4
0,6
1,0
0,5
0,8
1,4
0,6
1,0
0,8
0,4
1,0
1,0
0,5
1,5
1,4
0,6
2,0
T o t a l 1,5 1,9 2,6 1,8 2,3 3,0 3,0 3,0 4,0
Keterangan : (1). kondisi medan baik (2). kondisi medan sedang (3). Kondisi medan kurang baik
Contoh 2-4 : Sebuah crawler scraper tipe C 100, 100 HP beratnya 12 ton,
rincian DBP sebagai berikut.
Tabel II-9 Rincian DBP traktor
Gigi ke Kecepatan (km/jam) DBP (kg)
1
2
3
4
5
2,36
3,80
4,51
6,45
10,00
9.000
5.340
4.050
2.540
1.530
Kapasitas bowl 9,6 m3, berat kosong 10 ton, panjang pisau 2,5
meter. Jenis tanah kepasiran, berat 1.300 kg/m3 (BM), swell =
20%. Kondisi medan datar, jalan angkut rata, RR untuk crawler
50 kg/ton. Jarak angkut 300 meter, urugan tebal tiap lapis 20
cm, galian tebal tiap kali muat 10 cm. Jika efisiensi kerja 50
menit/jam berapa produksi scraper?
Hitungan : Volume scraper 9,6 m3 (LM) = )(820,1
6,9 3 BMm
-
Jarak muat : meter325,210,0
8
Jarak buang : meter20,195,220,0
60,9
Berat scraper : 10 ton
Berat muatan : 8 x 1.300 = 10,40 ton
T o t a l = 20,40 ton
DBP yang dibutuhkan untuk menarik scraper + muatan = 20,4 x
70 = 1.428 kg, sedang DBP untuk traktor sudah
diperhitungkan.
Dari tabel II.9 terlihat bahwa traktor dapat berjalan pada gigi
ke 5, dengan kecepatan 10 km/jam.
1. Waktu tetap :
- muat gigi ke 1 : menit81,060360.2
32
- buang gigi ke 1 : menit49,060360.2
20,19
- putar 2 kali : 2 x 0,40 = 0,80 menit
- pindah gigi, percepatan dll = 1,00 menit
T1 = 3,10 menit
2. Waktu tidak tetap :
- waktu angkut : menit80,160000.10
300
- waktu kembali : menit80,160000.10
300
T2 = 3,60 menit
Cycle time : 3,10 + 3,60 = 6,70 menit
Produksi scraper : jamm /70,5960
508
70,6
60 3
II.3.4. Scraper dengan pushdozer
Untuk traktor dengan roda karet, dalam memperoleh kapaitas angkut yang
maksimal, pada waktu menggali diperlukan bantuan pushdozer yang
mendorong dari belakang. Dalam menghitung produksi dan menghitung jumlah
-
sraper yang harus dilayani oleh pushdozer sangat tergantung pada masing-
masing cycle time yang diperlukan. Waktu yang diperlukan tersebut antara
lain untuk mendorong, angkut, buang, putar dan waktu kontak. Beberapa cycle
time untuk pushdozer tergantung dari macam operasinya seperti terlihat
pada tabel II.10.
Contoh 2-5 Sebuah pushdozer bekerja dengan cara back track loading,
kondisi pemuatan sedang. Scraper yang dilayani mempunyai
cycle-time 8 menit.
Berapakah scraper yang dapat dilayani oleh pushdozer?
Hitungan : Dari tabel II.10 diperoleh T untuk pushdozer 2,5 menit.
Jumlah scraper = 2,35,2
8
a. Bila digunakan 3 buah scraper, maka waktu untuk
mendorong : 3 x 2,5 = 7,5 scraper belum datang, sehingga
pushdozer harus menunggu.
b. Bila digunakan 4 buah scraper, maka waktu untuk mendorong
= 4 x 2,5 = 10 menit, scraper sudah datant tetapi
pushdozer belum selesai mendorong scraper ke 4.
Tabel II-10 Cycle-time untuk Pushdozer
Cara operasi Kondisi muatan Cycle-time
Back Track Loading Baik
sedang
kurang
1,7
2,5
3,0
Chain Loading Baik
sedang
kurang
1,2
1,6
2,0
Shuttle Loading Baik
sedang
kurang
1,2
1,6
2,0
Keterangan :
-
III. ALAT-ALAT GALI
III.1. UMUM
Alat-alat gali ini sering disebut sebagai excavator, yang mempunyai
bagian-bagian utama antara lain :
1. bagian atas yang dapat berputar (revolving unit), 2. bagian bawah untuk berpindah tempat (travelling unit), dan 3. bagian-bagian tambahan (attachment) yang dapat diganti sesuai pekerjaan
yang akan dilaksanakan,
Attachment yang penting kita ketahui adalah crane, dipper shovel, backhoe, dragline dan clamshell. Bagian bawah dari excavator ini ada yang digunakan roda rantai (track/crawler) dan ada yang dipasang di atas truck (truck
mounted).
Pada umumnya excavator mempunyai tiga pasang mesin penggerak pokok
ialah :
1. penggerak untuk mengendalikan attachment, misalnya untuk gerakan
menggali, mengangkat dan sebagainya.
2. penggerak untuk memutar revolving unit berikut attachment yang
dipasang pada unit tersebut
3. penggerak untuk menjalankan excavator berpindah dari satu tempat ke
tempat lain.
Pada crawler mounted excavator, mesin penggerak pada umumnya
bersumber pada power unit yang sama dengan mesin-mesin penggerak lainnya,
sedang pada truck mounted excavator biasanya digunakan mesin khusus untuk
berpindah tempat, dan dipilih yang RPM nya tinggi, agar diperoleh mobilitas
yang tinggi.
Excavator adalah alat yang bekerjanya berputar bagian atasnya pada
sumbu vertikal di antara sistem roda-rodanya, sehingga excavator yang
beroda ban (truck mounted), pada kedudukan arah kerja attachment tidak
searah dengan sumbu memanjang sistem roda-rodanya, sering terjadi
proyeksi pusat berat alat yang dimuati berada di luar pusat berat dari sistem
kendaran, sehingga dapat menyebabkan alat berat terguling. Untuk
mengurangi kemungkinan terguling ini diberikan alat yang disebut out-riggers.
-
(a). Crawler mounted (b). Truck mounted
(c). Outriggers
Gambar III-1 Macam-macam travelling unit
III.2. POWER SHOVEL
Dengan memberikan shovel attachment pada excavator maka kita
dapatnkan alat yang disebut power shovel. Alat ini baik untuk pekerjaan
menggali tanah tanpa bantuan alat lain, dan sekaligus memuatkan ke dalam
truk atau lat angkut lainnya. Alat ini juga dapatr untuk membuat timbunan
bahan persediaan (stock pilling). Pada umumnya power shovel ini dipasang di
atas crawler mounted, karena diperoleh keuntungan yang besar antara lain
stabilitas dan kemampuan floatingnya. Power shovel di lapangan digunakan
terutama untuk menggali tebing yang letaknya lebih tinggi dari tempat
kedudukan alat.
Macam shovel dibedakandalam dua hal, ialah shovel dengan kendali kabel
(cable controlled), dan shovel dengan kendali hidrolis (hydraulic controlled).
Bagian-bagian yang terpenting dari shovel ditunjukkan pada gambar III-2.
1. Bucket
2. Tangkai Bucket
3. Sling Bucket
4. Rol Ujung
5. Boom
6. Sling Boom
7. Penahan Boom
-
8. Mesin Penggerak
9. Counter Weight (pengimbang)
10. Kabin Operator
11. Under Carriage
Gambar III-2 Bagian-bagian Shovel
III.2.1. Cara Kerja Power Shovel
Pekerjaan dimulai dengan menempatkan shovel pada posisi dekat tebing
yang akan digali, dengan menggerakkan dipper/bucket ke depan kemudian ke
atas sambil menggaruk tebing sedemikian rupa sehingga dengan garukan ini
tanah masuk dalam bucket, jika bucket sudah penuh maka bucket ditarik
keluar. Operator yang telah berpengalaman dapat mengatur gerakan ini
sedemikian rupa sehingga bucket sudah terisi penuh pda saat bucket
mencapai bagian atas tebing.
Setelah terisi penuh, maka shovel dapat diputar (swing) ke kanan atau ke kiri menuju tempat yang harus diisi. Segera sesudah shovel tidak lagi dapat
mencapai tebing dengan sempurna, maka shovel dapat digerakkan/berjalan
menuju posisi baru hingga dapat bergerak seperti semula. Pada dasarnya
gerakan-gerakan selama bekerja dengan shovel ialah :
1. maju untuk menggerakkan dipper menusuk tebing,
2. mengangkat dipper/bucket untuk mengisi,
3. mundur untuk melepaskan dari tanah/tebing,
4. swing (memutar) untukmembuang (dump),
5. berpindah jika sudah jauh dari tebing galian, dan
6. menaikkan/menurunkan sudut boom jika diperlukan.
(a). Crawler Mounted Power Shovels (b). Whell Mounted Power Shovel
Gambar III-3 Power Shovel
-
III.2.2. Ukuran Shovel
Ukuran shovel didasarkan pada besarnya bucketyang dinyatakan dalam m3
atau cu-yd, dan dibedakan dalam keadaan isi peres (struck) atau munjung (heaped), juga dalam kondisi tanah alam atau lepas. Dalam perdagangan terdapat shovel dalam kapasitas bucket 0,50 ; 0,75 ; 1,00 ; 1,25 ; 1,50 ; 2,00
dan 2,5 cu-yd, sesuai ketentuan-ketentuan dari Power Crane & Shovel
Association (PCSA). Untuk ukuran-ukuran yang lebih besar dapat dibuat
sesuai dengan permintaan.
Untuk memilih ukuran shovel ada beberapa faktor, antara lain banyaknya
volume pekerjaan, bila harus mengerjakan banyak pekerjaan kecil-kecil di
tempat-tempat yang berjauhan satu sama lain, maka pemilihan shovel dengan
truck mounted merupakan keuntungan tidak kecil artinya. Sebaliknya jika
pekerjaan terpusat di satu tempat dengan jumlah besar, mobilitas tidak
begitu penting, dan crawler mounted showel lebih menguntungkan. Pemilihan
showel dengan ukuran yang besar dipertimbangkan atas dasar sebagai
berikut.
1. Pengangkutan shovel merupakan usaha yang sulit, jadi harus
dipertimbangkan jalan angkut yang ada.
2. Pengausan bagian-bagian/spare parts shovel ukuran besar relatif besar
pula,karena pekerjaan yang dilakukan juga besar.
3. Pada pekerjaan di quarry, shovel besar tidak perlu terlebih dahulu
menghancurkan batu-batu.
4. Biaya untuk operator untuk shovel besar relatif lebih kecil, karena
produksinya besar.
5. Shovel besar lebih mampu mengerjakan bahabahan yang keras karena
tenaganya lenih besar.
6. Waktu penyelesaian pekerjaan lenih cepat.
B : panjang boom
D : tinggi buang maks.
E : radius buang maks.
G : tinggi gali maks.
sI : dalam gali maks.
J : radius gali maks.
X : sudut putar boom
Gambar III-4 Diagram jangkauan shovel
-
III.2.3. Produksi Shovel
Dalam menghitung produksi shovel perlu diperhatikan cycle time selama
operasi berlangsung. Satu cycle time terdiri dari menggali/ mengisi bucket,
berputar (swing), membuang (dump) dan berputar (swing) ke posisi semula.
Faktor-faktor selama operasi, keadaan medan dan hambatan-hambatan lain
perlu pula dipertimbangkan, karena akan mempengaruhi produksi shovel.
1. Pengaruh tinggi tebing galian terhadap produksi shovel.
Tinggi tebing galian yang paling baik ialah yang sedemikian besarnya,
sehingga pada waktu dipper/bucket mencapai titik tertinggi tebing sudah
penuh terisi, dengan tidak perlu memberikan beban yang berlebihan pada
mesin. Tinggi tebing yang demikian kita sebut dengan tinggi optimal, yang
bagi shovel-shovel yang dibuatmenurut spesifikai PCSA untuk masing-
masing ukuran shovel dan macam tanah yang digali diberikan seperti pada
tabel III-1.
Tabel III-1 Produksi Ideal Power Shovel dan Tinggi Gali Optimal
Jenis Tanah Ukuran Power Shovel, cu-yd
3/8 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,5
Lempung berpasir,
basah
Pasir dan kerikil
Tanah biasa, baik
Tanah lempung, keras
Batu ledakan, baik
Lempung lekat, basah
Batu ledakan, jelek
3,8
85
3,8
80
4,5
70
6,0
50
-
40
6,0
25
-
15
4,6
115
4,6
110
5,7
95
7,0
75
-
60
7,0
40
-
25
5,3
165
5,3
155
6,8
135
8,0
110
-
95
8,0
70
-
50
6,0
205
6,0
200
7,8
175
9,0
145
-
125
9,0
95
-
75
6,5
250
6,5
230
8,5
210
9,8
180
-
155
9,8
120
-
95
7,0
285
7,0
270
9,2
240
10,7
210
-
180
10,7
145
-
115
7,4
320
7,4
300
9,7
270
11,5
235
-
205
11,5
165
-
140
7,8
355
7,8
330
10,2
300
12,2
265
-
230
12,2
185
-
160
8,4
405
8,4
390
11,2
350
13,3
310
-
275
13,3
230
-
195
Catatan : * angka yang atas tinggi gali optimal (ft)
-
* angka yang bawah produksi ideal shovel (cu-yd/jam) BM
Angka-angka dalam tabel III-1 tersebut adalah angka praktek, meskipun
tidak tepat benar dapat digunakan sebagi titik tolak perencanaan
pekerjaan penggalian tebing. Bila tinggi tebing kurang optimal maka tidak
mungkin mengisi bucket sekaligus penuh dalam satu pass tanpa
memberikan beban lebih pada mesin. Hal ini aka menyebabkan cepat
rusaknya mesin, maka operator dapat memilih dua kemungkinan, ialah
mengisi bucket penuh dalam beberapa kali pass atau membiarkan bucket
tidak terisi penuh langsung di-dump, tentu saja dua hal tersebut akan
mempengaruhi produksi shovel. Sebaliknya bila tebing lebih tinggi dari
optimal, operator harus hati-hati agar tidak terjadi lubang-lubang dalam
tebing, yang dapat mengakibatkan longsornya tebing tersebut dan
menimpa shovel. Operator dapat memilih menggali dengan mengurangi
tenaga tekan pada bucket ke dalam tebing, atau penggalian tidak dimulai
dari dasar tebing, atau menggali secara normal tetapi membiarkan tanah
tumpah dari bucket dan mengambil pada cycle berikutnya. Ketiga hal
tersebut akan mengurangi produksi shovel.
2. Pengaruh sudut putar (swing) terhadap produsi shovel.
Sudut putar shovel adalah sudut dalam bidang horizontal antara
kedudukan dipper/bucket pada waktu menggali dan pada waktu membuan
muatan, yang dinyatakan dalam derajat. Besarnya sudut putar ini
mempengaruhi cycle time pekerjaan, sehingga mempengaruhi produksi
shovel. Pada tabel III-2 diberikan faktor koreksi produksi shovel untuk
sudut putar dan prosen tinggi galian optimal.
Tabel III-2 Faktor Koreksi Sudut Putar dan % Tinggi Gali Optimal pada
Produksi Power Shovel
% tinggi optimal Sudut putar (swing), derajat
45 60 75 90 120 150 180
40
60
80
100
120
140
0,93
1,10
1,22
1,26
1,20
1,12
0,89
1,03
1,12
1,16
1,11
1,04
0,85
0,96
1,04
1,07
1,03
0,97
0,80
0,91
0,98
1,00
0,97
0,91
0,72
0,81
0,86
0,88
0,86
0,81
0,65
0,73
0,77
0,79
0,77
0,73
0,59
0,66
0,69
0,71
0,70
0,66
-
160 1,03 0,96 0,90 0,85 0,5 0,67 0,62
3. Pengaruh keadaan medan (job condition) terhadap produksi shovel.
Produksi shovel sangat ditentukan oleh keadaan medan tempat alat
tersebut bekerja. Tempat penggalian yan ideal antara lain memenuhi
syarat lantai kerja yang keras, drainasi bauk, tempat kerja luas,
trukpengangkut dapat ditempatkan pada kedua sisi sehingga tinggi optimal
terpelihara, jalan angkut tidak terpengaruh keadaan musim, perbandingan
yang sesuai antara produksi shovel dengan truk pengangkutnya. Keadaan
medan ini dinyatakan sebagai sangat baik, baik, sedang dan kurang
menguntungkan, tetapi tidak ada ukuran yang eksak untuk menyatakan ini.
4. Pengaruh keadaan manajemen (management conditions) terhadap produksi
shovel.
Pengaruh manajemen ini menyangkut tindakan pemilik/pemakai alat dalam
menggunakan dan memelihara kondisi alat. Beberapa hal yang
mempengaruhi kondisi antara lain pemberian minyak pelumas, pencekan
bagian-bagian shovel sebelum digunakan, penggantian dipper/operator
atau suku cadang lain yang perlu, pemberian bonus pada pekerja/operator
dan lain-lainnya. Keadaan manajemen diklasifikasikan sebagai sangat baik,
baik, sedang dan kurang menguntungkan. Tabel III.3 memberikan faktor-
faktor koreksi pengaruh keadaan medan dan manajemen.
Tabel III-3 Faktor Koreksi Keadaan Medan dan Keadaan Manajemen
Keadaan Medan Keadaan Manajemen
Sangat
baik
baik sedang kurang
- sangat baik
- baik
- sedang
- kurang
0,84
0,78
0,72
0,63
0,81
0,75
0,69
0,61
0,76
0,71
0,65
0,57
0,70
0,65
0,60
0,52
Contoh 3-1 : Sebuah shovel bucket 1 cu-yd menggali tanah lempung keras
berupa tebing dengan ketinggian 2,30 meter. Sudut putar
(swing) 750, kondisi medan sedang, kondisi manajemen baik.
Berapakan produksi shovel perjamnya ?
-
Hitungan : Dari tabel III-1 untuk tanah lempung keras dengan ukuran
bucket 1 cu-yd diperoleh :
- produksi ideal 145 cu-yd/jam (BM)
- tinggi gali optimal 9 ft = 2,75 meter
% tinggi gali optimal : %64,83%10075,2
30,2
swing 750 ---- dari tabel III.2 diperoleh faktor koreksi 1,05
(interpolasi lurus)
Keadaan medan sedang ; keadaan manajemen baik, dari tabel
III-3 : faktor koreksi 0,69
Jadi produksi shovel :
= 145 x 1,05 x 0,69
= 105,05 cu-yc/jam (BM) atau
= 80,32 m3/jam (BM)
III.3. DRAGLINE
Dragline adalah alat untuk menggali tanah dan memuatkan pada alat-alat
angkut, misalnya truk, traktor penarik gerobag, atau ke tempat penimbunan
yang dekat dengan galian. Pada umumnya power shovel samapai dengan
kapaitas 2,5 cu-yd dapat diubah menjadi dragline, dengan melepas boom dan
shovel diganti boom dan bucket dragline.
Untuk beberapa proyek power shovel atau dragline digunakan untuk
menggali, tetapi dalam beberapa hal dragline mempunyai keuntungan, yang
umumnya dikarenakan oleh keadaan medan dan bahan yang perlu digali.
Dragline biasanya tiak perlu masuk ke dalam tempat galian untuk
melaksanakan pekerjaannya, dragline dapat bekerja dengan ditempatkan pada
lantai kerja yang baik, kemudian menggali pada tempat yang penuh air atau
berlumpur. Jika hasil galian terus dimuat ke dalam truk, maka truk tidak
perlu masuk ke dalam lubang galian yang kotor dan berlumpur yang
-
menyebabkan terjebaknya truk tersebut. Dragline sangat baik untuk
penggalian pada parit-parit, sungai yang tebingnya curam, sehingga kendaraan
angkut tidak perlu masuk ke lokasi penggalian.
Satu kerugian dalam menggunakan dragline untuk menggali ialah
produksinya yang rendah, antara 70% - 80% dibandingkan dengan power
shovel untuk ukuran yang sama.
Macam dragline ada tiga tipe ialah Crawler Mounted , wheel Mounted dan truck Mounted. Crawler Mounted digunakan pada tanah-tanah yang mempunyai daya dukung kecil, sehinggafloatingnya besar, tetapi kecepatan
geraknya rendah dan biasanya diperlukan bantuan alat angkut untuk membawa
alat sampai ke lokasi pekerjaan.
III.3.1. Cara Kerja Dragline
Penggalian dimulai dengan swing pada keadaan bucket kosong menuju ke
posisi menggali, pada saat yang sama drag cable dan hoist cable dikendorkan,
sehigga bucket jatuh tegak lurus ke bawah.
1. Hoist Cable
2. Boom
3. Dump Cable
4. Hoist Chain
5. Drag Chain
6. Drag Cable
7. Bucket
Gambar III-5 Bagian-bagian Dragline
Sesudah sampai di tanah maka drag cable ditarik, sementara hoist cable
di mainkan agar bucket dapat mengikuti permukaan tebing galian sehingga
dalamnya lapisan tanah yang terkikis dalamsatu pass dapat teratur, dan
terkumpul dalam bucket. Kadang-kadang hoist cable dikunci pada saat
penggalian, berarti pada saat drag cable ditarik, bucket bergerak mengikuti
lingkaran yang erpusat pada ujung boom bagian atas. Keuntungan cara ini ialah
bahwa tekanan gigi bucket ke dalam tanah adalah maksimal.
Operator yang berpengalaman dapat melemparkan bucket jauh ke depan
dengan tujuan untuk mendapatkan lebar galian yang besar. Lemparan ini
-
dilakukan dengan cara menarik bucket dan drag cable sedemikian rupa hingga
mendekati pangkal boom, kemudian secara mendadak dilepaskan, maka bucket
akan terayun ke depan. Untuk memberi percepatan, coist cablenya ditarik.
Setelah tercapai kecepatan yang cukup, hoist cable dilepas, maka bucket
jatuh bebas menuju titik permukaan tanah yang dikehendaki. Lemparan
bucket ini juga dapat dilakukan dengan tenaga swing dari excavatornya
sendiri, yang disebut dengan swing throw, dan ini hanya boleh dilakukan oleh operator yang benar-benar berpengalaman, karena cara pengoperasiannya
sulit dilakukan.
Setelah bucket terisi penuh, sementara drag cable masih ditarik, hoist
cable dikunci sehingga bucket terangkat lepas dari permukaan tanah. Hal ini
untuk menjaga agar muatan tidak tumpah, juga dijaga posisi dump cable tetap
tegang dan tidak berubah kedudukannya. Kemudian dilakukan swing menuju
tempat (dump)nya material dari bucket. Sebaiknya truk ditempatkan
sedemikian rupa sehingga swing tidak melewati kabin truk. Jika bucket sudah
ada di atas badan truk, drag cable dikendorkan, bucket akan terjungkir ke
bawah dan muatan tertuang.
III.3.2. Ukuran Dragline
Ukuran dragline ditunjukkan dari ukuran bucketnya. Yang dinyatakan
dalam cu-yd, pada umumnya sama dengan ukuran bucket power shovel.
Dragline dapat menggunakan lebih dari satu ukuran bucket, tergantung pada
panjang boom dan jenis tanah yang digali. Batasan kapasitas angkut maksimal
adalah beban yang menyebabkan miringnya alat, sehingga diperlukan
pengukuran ukuran bucket jika boom yang digunakan panjang atau jika
material mempunyai berat volume yang besar.
A : radius buang
B : tinggi buang
C : dalam gali maks.
D : panjang lmpar
J : panjang boom
K : sudut boom
Gambar III-6 Jangkauan Dragline
-
III.3.3. Produksi Dragline
Faktor-faktor yang mempengarui produksi dragline antara lain macam
tanah yang digali, dalamnya galian, sudut swing, ukuran bucket, panjang boom,
keadaan medan dan tempat kerja, keadaan manajemen, ketrampilan operator,
keadaan dragline serta truk-truk pengangkutnya. Seperti halnya pada power
shovel, produksi dragline dinyatakan dalam cu-yd atau m3 dalam keadaan bank,
sedang ukuran bucket dinyatakan dalam keadaan kosong.
1. Pengaruh dalam galian pada produksi dragline.
Dalamnya tebing galian optimal adalah kedalaman yang memberikan
produksi yang maksimal, yang didapat dari pengamatan dan pengalaman
yang oleh Power Crane & Shovel Association diberikan dalam tabel III-4.
Tabel III-4 Produksi Ideal Dragline Boom Pendek dan Dalam Gali
Optimal
Jenis Tanah Ukuran Bucket (cu-yd)
3/8 0,50 0,75 1 1,25 1,50 1,75 2 2,50
Lempung berpasir
basah
Pasir dan kerikil
Tanah biasa baik
Lempung keras
Lempung lekat basah
5,0
70
5,0
65
6,0
55
7,3
35
7,3
20
5,5
95
5,5
90
6,7
75
8,0
55
8,0
30
6,0
130
6,0
125
7,4
105
8,7
90
8,7
55
6,6
160
6,6
155
8,0
135
9,3
110
9,3
75
7,0
195
7,0
185
8,5
165
10,0
135
10,0
95
7,4
220
7,4
21
9,0
190
10,7
160
10,7
110
7,7
245
7,7
235
9,5
210
11,3
180
11,3
130
8,0
265
8,0
255
9,9
230
11,8
195
11,8
145
8,5
305
8,5
295
10,5
265
12,3
230
12,3
175
Catatan : * angka yang atas tinggi gali optimal (ft)
* angka yang bawah produksi ideal (cu-yd/jam BM)
1. Pengaruh swing dan % dalam galian pada dragline.
-
Seperti pada produksi shovel, % dalam gali optimal akan mempengaruhi
produksi dragline. Hubungan antara % dalam gali optimal dan sudut swing
terhadap koreksi produksi dragline deberikan seperti pada tabel III-5
2. Pengaruh Keadaan Medan dan Keadaan Manajemen.
Pengaruh keadaan nedan dan keadaan manajemen pada produksi dragline
sama pada power shovel, sehingga untuk faktor koreksinya dapat
digunakan tabel III-3
3. Pengaruh pemilihan ukuran dan tipe bucket pada produksi dragline.
Dalam memilih ukuran dan tipe bucket mempunyai pengaruh pada produksi
dragline, karena bucket yang berat akan mempunyai sendiri yang besar.
Untuk mengurangi kerugian oleh berat bucket.
Tabel III-5 Faktor Koreksi Swing dan % Dalam Gali Optimal Pada
Produksi Dragline
% dalam gali optimal Sudut swing, derajat
30 45 60 75 90 120 150 180
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1,06
1,17
1,24
1,29
1,32
1,29
1,25
1,20
1,15
1,10
0,99
1,08
1,13
1,17
1,19
1,17
1,14
1,10
1,05
1,00
0,94
1,02
1,06
1,09
1,11
1,09
1,06
1,02
0,98
0,94
0,90
0,97
1,01
1,04
1,05
1,03
1,00
0,97
0,94
0,90
0,87
0.93
0,97
0,99
1,00
0,98
0,96
0,93
0,90
0,87
0,81
0,85
0,88
0,90
0,91
0,90
0,88
0,85
0,82
0,79
0,75
0,78
0,80
0,82
0,83
0,82
0,81
0,79
0,76
0,73
0,70
0,72
0,74
0,76
0,77
0,76
0,75
0,73
0,71
0,69
Maka setiap ukuran ada 3 macam bucket yang disesuaikan dengan
pekerjaannya. Macam bucket tersebut adalah :
a. Heavy Duty, bucket untuk pekerjaan berat misalnya menggali batu-batuan, hasil tambang,
b. Medium Duty, bucket untuk pekerjaan sedang misalnya menggali kerikil, lempung,
c. Light Duty, bucket untuk pekerjaan ringan misalnya menggali lempung berpasir, pasir, lumpur.
-
Gambar III-7 Dragline
Tabel III-7 Kapasitas dan Berat Bucket Dragline
Ukuran
Cu-yd
Kapaitas
Cu-yd
berat bucket, lbs
light duty medium duty heavy duty
3/8
0,5
0,75
1,0
1,25
1,50
1,75
2,0
2,25
2,5
2,75
3,0
11
17
24
32
39
47
53
60
67
74
82
90
760
1.275
1.640
2.220
2.410
3.010
3.375
3.925
4.100
4.310
4.950
5.560
880
1.460
1.850
2.945
3.300
3.750
4.030
4.825
5.350
5.675
6.225
6.660
-
2.100
2.875
3.700
4.260
4.525
4.800
5.400
6.250
6.540
7.390
7.920
Contoh 3.2 : Dragline dengan boompendek kapasitas 2 cu-yd digunakan untuk
menggali tanah lempung kersa.
Dalam galian 4,70 meter, swing 1200, kondisi manajemen baik
medan kerja baik. Berapakah prakiraan produksi Dragline
tersebut ?
Hitungan : tanah lempung keras;bucket 2 cu-yd,tabel III-4; Produksi ideal
= 195 cu-yd/jam (BM)
H opt. = 11,8 ft (3,599 meter)
-
% H opt. = swing%;59,130%100599,3
7,4
1200, tabel III-5;faktor koreksi = 0,899 (interpolasi lurus)
medan baik; manajemen baik, tabel III-3; faktor koreksi 0,75
Produksi = 195 x 0,889 x 0,75 = 130,02 cu-yd/jam (BM) atau
= 99,41 m3/jam (BM)
Contoh 3-3 : Dragline 2 cu-yd dengan bucket medium duty menggali tanah
dengan berat volume 90 lb/cu-ft(LM). Panjang boom 80 ft,
kemampuan angkat 8.600 lbs.
Dapatkah alat tersebut bekerja ?
Hitungan : - bucket 2 cu-yd berat (tabel III.6) = 4.825 lb
- berat tanah : 60 x 90 = 5.400 lb +
berat total = 10.225 lb
Berat total 10.225 lb > 8.600 lb, jadi dragline tidak mampu
bekerja.
Kita pilih bucket yang lebih kecil, coba bucket 1,5 cu-yd
medium duty.
- berat bucket = 3.750 lb
- berat tanah = 4.230 lb +
berat total = 7.980 lb < 8.600 lb
Beberapa tindakan untuk mempertinggi produksi dragline antara lain
dengan pemeliharaan alatnya. Agar dragline tetap dapat bekerja dengan baik,
maka perlu tindakan-tindakan sebagai berikut.
a. Ketajaman gigi bucket perlu dipelihara dengan ukuran-ukuran yang tepat.
b. Penggalian harus dilaksanaka